在验证机械能守恒定律的实验中，按要求组装好仪器，让质量m=1kg的重物自由下落做匀加速直线运动，并在纸带上打出了一系列的点，如图所示．O为打下的第一个点，A、B - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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在验证机械能守恒定律的实验中，按要求组装好仪器，让质量m=1kg的重物自由下落做匀加速直线运动，并在纸带上打出了一系列的点，如图所示．O为打下的第一个点，A、B、C三个相邻计数点之间的时间间隔为0.04s，则打点计时器打下计数点B时重物速度为v_B=______m/s，从打下点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量为△E_P=______J（取g=9.8m/s²），此过程动能的增加量为△E_K=______J．

答案

根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，有：
vB=

xAC

(32.50-14.90)×10-2m

2×0.04s

=2.20m/s
根据重力势能的定义式得出：从点p到打下计数点D的过程中，重锤重力势能减小量：
△E_P=mgh=1.0×9.8×0.25J=2.45J；
动能的增量为：
△Ek=

×1×(2.20)2=2.42J
故答案为：2.20，2.45，2.42．

核心考点

试题【在验证机械能守恒定律的实验中，按要求组装好仪器，让质量m=1kg的重物自由下落做匀加速直线运动，并在纸带上打出了一系列的点，如图所示．O为打下的第一个点，A、B】；主要考察你对机械能守恒定律等知识点的理解。[详细]

举一反三

气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，因此可以利用气垫导轨装置来验证机械能守恒定律．
（1）如图所示，做实验时，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出），可读出遮光条通过光电门的时间为△t，用游标卡尺测得遮光条宽度为d，用刻度尺测得释放位置到光电门中心的距离为x，气垫导轨总长为L，其最右端离桌面的高度为h，滑块和遮光条总质量为M，已知重力加速度为g，这一过程中滑块减少的重力势能表达式为______，滑块获得的动能表达式为______；（以上表达式均用已知字母表示）
（2）某实验小组在一次实验后，通过数据发现，滑块获得的动能略大于其减少的重力势能，可能的原因是______．

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在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学的纸带上最初两点相距2mm，他根据数据测得某点v=2.36m/s，距起点h=28.76cm．据此可得：

=2.785m²/s²，gh=2.718m²/s²，从而说明：在误差范围内两者相等，验证了重锤自由下落过程机械能守恒定律．老师批阅：“此数据有误，验证失败！”其理由是______．若数据错误的原因是因为交流电的频率引起的，那么交流电实际频率偏______（填“大”或“小”）．

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在用落体法探究“动能与重力势能的转化和守恒”的实验中：
（1）实验器材除了铁架台、电源、纸带、刻度尺、重物及夹子外，还需要有______（填选项前的字母）
A．秒表 B．天平 C．打点计时器D．弹簧秤
（2）重物拖着纸带从高处自由下落，挑选一条点迹清晰的纸带进行测量和计算，就可探究动能与重力势能的转化和守恒．实验中发现重物重力势能的减少量总是大于动能的增加量，其原因主要是______．

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如图是在验证机械能守恒定律的实验中，接在50Hz交流电的打点计时器打出的纸带．重物做自由落体运动．图中所标出的数据是各点到O点的长度．（取g=9.8m/s²）则质量m=1kg的重物，下落距B点的对应位置（以打点计时器打出的第一个点O为参考点）的速度v_B=______，动能E_kB=______，重力势能减少mgh_OB=______．

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有一位同学，根据上题（47题）纸带中的数据，求出纸带中B、D点的速度v_B、v_D和该点的速度算出的动能分别为EkB=

、EkD=

，又分别用mgh_OB、mgh_OD、mgh_OE（h_OB、h_OD、h_OE分别为O点到B、D、E点的距离）表示B、D、E点的重力势能（以O点为零势能），想验证B、D、E点的对应位置的机械能守恒，即

+mghOB=

+mghOD=mghOE．这样求法对吗？______（填“对”或“不对”）．

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